高负荷条件下好氧颗粒污泥同步脱氮除碳特性及微生物群落结构分析

为研究高负荷条件下好氧颗粒污泥的形成过程、同步脱氮除碳效果和微生物群落结构特点,构建了一个序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)。结果表明,C/N=40进水条件下能够完成颗粒化,成熟后的好氧颗粒污泥呈表面光滑结构紧实的椭球体。随着颗粒粒径增大,其比好氧速率提高、含水率下降、沉降性能变好、生物量增加。颗粒形成过程产生的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)先增加后受水质冲击减少,之后又明显提高,整个过程中多糖与蛋白质之比(PS/PN)持续下降,EPS中的蛋白质对颗粒的形成影响较大。SBR中的好氧颗粒污泥能够同时高效去除进水中的COD、N H_4~+-N和TN,去除率分别为94%、96%和93%,反应器的反硝化性能良好。C/N=40时,采用MiSeq高通量测序方法对成熟好氧颗粒污泥中的群落结构进行研究,发现存在促进颗粒化的优势菌门(包括Saccharibacteria、Proteobacteria、Bacteroidetes、Actinobacteria、Firmicutes和Chloroflexi)。同时,在颗粒污泥中,异养硝化、好氧/缺氧反硝化菌属丰度较高,表明异养硝化-好氧/缺氧反硝化菌属可能存在于好氧颗粒污泥中。